giao trinh ky thuat quan day

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 1
LI NểI U
Máy biến áp v các loại động cơ đóng vai trò quan trọng trong sản
xuất v sinh hoạt. Việc sử dụng, bảo quản v sửa chữa l vấn đề cần
thiết v thờng xuyên.
Với giáo trình ny chúng tôi đi sâu vo nội dung sửa chữa bộ dây
quấn v tính toán để quấn hon chỉnh máy điện đã bị mất số liệu.
ở mỗi loại máy điện, chúng tôi trình by về sơ đồ dây quấn, cách
tính toán số liệu dây quấn v kỹ thuật quấn dây. Về phần tính toán số
liệu dây quấn chúng tôi không trình by cách chi tiết tính toán nh thiết
kế mới m phần no đơn giản hóa để có thể dễ dng sử dụng nhng
vẫn hữu hiệu trong tính toán v sửa chữa. Bên cạnh đó còn cung cấp
một số ví dụ cụ thể để học viên có thể tiếp thu nhanh chóng.
Mặc dù đã cố gắng cung cấp cho học viên những kiến thức cơ bản
v thực tế nhng không tránh khỏi những hạn chế v sai sót. Rất mong
đợc sự góp ý của các bạn đọc để lần tái bản sau đợc hon chỉnh
hơn.
Xin chân thnh cảm ơn!
Nhóm tác giả

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 2
Mục lục
Bi 1: Quấn dây máy biến áp 3
1.1. Quấn máy biến áp theo số liệu có sẵn. 3
1.2. Tính toán quấn mới máy biến áp. 7
1.3. Kỹ thuật quấn dây máy biến áp: 41
1.4. Các pan thông thờng trong máy biến áp: 47
Bi 2: Kỹ thuật quấn dây máy điện 51

2.1. Các khái niệm căn bản trong kỹ thuật quấn dây. 52
2.2. Khảo sát v vẽ lại sơ đồ dây quấn động cơ. 54
2.3. Lm khuôn quấn dây. 60
2.4. Quấn dây mới. 61
2.5. Lồng dây vo rãnh. 62
2.6. Đấu dây, hn nối dây. 63
2.7. Cách điện pha. 64
2.8.Đo thông mạch, đo điện trở cách điện. 64
2.9. Đai dây. 64
2.10. Đo dòng không tải. 65
2.11. Tẩm sấy cách điện. 65
2.12. Lắp ráp, nghiệm thu: 67
Bi 3:Quấn dây động cơ ba pha, một pha 68
3.1. Quấn dây động cơ ba pha đồng khuôn một lớp Z = 36; 2p = 4. 68
3.2. Quấn dây động cơ ba pha đồng tâm Z = 24; 2p = 4. 78
3.3. Quấn dây động cơ ba pha đồng khuôn hai lớp Z = 36; 2p = 4 91
3.4. Quấn dây động cơ không đồng bộ một pha. 99
3.5. Một số h hỏng ở động cơ không đồng bộ một pha v ba pha: 103
3.6 Các phơng pháp phát hiện h hỏng ở bộ dây quấn stator:106

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 3
Bi 1: Quấn dây máy biến áp
Mục tiêu bi hc:
Học xong bi ny, học viên có năng lực:
Quấn lại máy biến áp theo số liệu có sẵn, đảm bảo hoạt động
tốt, đạt các thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện.
Tính toán quấn mới máy biến áp, đảm bảo hoạt động tốt, đạt các
thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện.
Ni dung thc hnh:

Dụng cụ - Thiết bị:
- Đồ nghề điện, cơ khí cầm tay.
- Bn quấn dây.
- Máy đo VOM, Ampe kìm, Megom kế.
- Lõi thép máy biến áp cách ly 50VA; Lõi thép survoltuer (5
ữ
20).
- Dây điện từ 10%; 25%; 70%.100%.140%
- Gen cách điện các loại.
- Giấy cách điện 2 zem;Giấy dầu.
- Phụ kiện lắp ráp Adaptuer; Survoltuer.
- Vecni cách điện v dung môi.
1.1. Quấn máy biến áp theo số liệu có sẵn.
L dạng bi toán m ngời thợ đã có trớc một lõi thép no đó. Từ
lõi thép có sẵn ny kết hợp với các yêu cầu cần có khác (thông thờng
l điện áp U
2
v U
1
) sẽ tiến hnh xác định các thông số còn lại sao cho
phù hợp với lõi thép đã có.
Có thể tóm tắt bi toán nh sau:
Biết trớc: Tiết diện lõi thép A
t
; U
2
; U
1
.
Cần tìm: S

BA
I
2
I
1
; n
1
; n
2
; d
1
; d
2

Các bớc tiến hnh nh sau:

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 4
Bc 1: Từ tiết diện lõi thép đí có tiến hnh xác định dung
lợng S
BA
theo biểu thức:
(1.1)
Bc 2: Xác định dòng điện thứ cấp I
2
:
(1.2)
Bc 3: Vẽ lại sơ đồ hon chỉnh MBA:
Bc 4: Tính số vòng dây quấn cho mỗi vôn:
(1.3)

Trong đó:
Tiết diện lõi thép đợc tính bằng m
2
Nếu tiết diện lõi thép đợc tính bằng cm
2
v f = 50Hz thì biểu
thức trên trở thnh.
(1.4)
Bc 5: Tính số vòng quấn cho cuộn sơ cấp v thứ cấp:
a. Số vòng quấn cho cuộn sơ cấp:
(1.5)
b. Số vòng quấn cho cuộn thứ cấp:
Khi máy biến áp mang tải thì điện áp trên tải sẽ sụt giảm một
lợng so với lúc không tải. Để đảm bảo đủ điện áp cung cấp cho khi
máy vận hnh thì phải trừ hao lợng sụt áp ny khi tính toán từ (5 ữ
15)%.
S
2
= S
BA
=
2
.423,1
.
á
á
ạ
ã
ă
ă

â
Đ
hd
mt
k
BA
[VA]
I
2
=
2
2
U
S
[A]
n
V
=
tm
AB .
45
tm
ABf 44,4
1
n
v
=
n
1
= n

V
. U
1

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 5
(1.6)
Bc 6: Tính dòng điện phía sơ cấp:
Tra bảng chọn hiệu suất của MBA v tính ra dòng điện phía sơ
cấp
(1.7)
S
2
( VA
)
3 10 25 50 100 1000
(% )
60 70 80 85 90 > 90
Bc 7: Tính đờng kính dây quấn:
Chọn mật độ dòng điện thích hợp v tính đờng kính dây quấn
Phía sơ cấp:
(1.8)
Phía thứ cấp:
(1.9)
Với J l mật độ dòng điện (A / mm
2
); Chọn tùy vo chế độ lm
việc của MBA.
MBA lm việc liên tục J = (2,5 ữ 5) A/mm
2

.
MBA lm việc ít J có thể chọn đến 7A/mm
2
.
Bc 8: Tính hệ số lắp đầy (k
lđ
)
Hệ số lắp đầy cho biết bề dy cuộn dây chiếm chổ bao nhiêu
trong cửa sổ của lõi thép
(1.10)
n
2
= n
V
. (U
2
+ 5% ữ 15%)
I
1
=
%.
1
2

U
S
d
1
= 1,13
J

I
1
d
2
= 1,13
J
I
2
K
lđ
=
C
BD
= 0,6 ữ 0,7; Tối đa l 0,8

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 6
Trong đó:
BD: Bề dy cuộn dây
C: Bề rộng cửa sổ c =
2
a
Tính bề dy cuộn dây
- Cuộn sơ cấp có bề dy BD
1
đợc tính từ số vòng quấn n
1
.
- Cuộn thứ cấp có bề dy BD
2

đợc tính từ số vòng quấn n
2
.
- Bề dy cả cuộn dây BD = BD
1
+ BD
2
+ (1 ữ 2)mm.
ắ Số vòng dây quấn cho 1 lớp:
(1.11)
Trong đó:
h
K
: Chiều di h của khuôn quấn
d
/
: Đờng kính dây kể cả cách điện
ắ Số lớp dây quấn:
(1.12)
Trong đó:
n: Số vòng dây của từng cuộn (sơ hoặc thứ cấp)
n
VL
: Số vòng dây quấn cho 1 lớp
ắ Bề dy cuộn dây sơ hoặc thứ BD
1(2)
= n
L1(2)
. d
/

i
Tính khối lợng dây quấn (W)
(1.13)
Với: W
1
; W
2
l khối lợng của cuộn sơ cấp v thứ cấp.
Khối lợng của từng cuộn dây đợc tính theo biểu thức.
W= W
1
+ W
2
/
d
h
n
K
vl
=
VL
n
n
n
L
=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 7
(1.14)

Trong đó:
L
TB
: L chiều di trung bình của một vòng dây (tính bằng dm).
n: Số vòng quấn của cuộn sơ cấp hoặc thứ cấp.
d: Đờng kính dây quấn ở cuộn sơ cấp hoặc thứ cấp (tính
bằng mm
2
).
W: L khối lợng (tính bằng Kg).
1.2. Tính toán quấn mới máy biến áp.
L dạng bi toán m ngời thợ nhận đợc những yêu cầu kỹ thuật
cần có cho một máy biến áp cụ thể từ khách hng nh điện áp đầu
vo, điện áp ra cần có, công suất đầu vo, công suất đầu ra, mục đích
sử dụng. Với bi toán ny chúng ta cần xác định đợc kích thớc lõi
thép, số vòng dây sơ cấp, thứ cấp, đờng kính dây sơ cấp, đờng kính
dây thứ cấp
Có thể tóm tắt bi toán nh sau:
Biết trớc: S
Lõi
, U
1
, U
2
Cần tìm: S
MBA
I
2
I
1

, n
1
, n
2
, d
1
, d
2.
1.2.1. Phơng pháp tính toán máy biến áp cảm ứng:
Máy biến áp cảm ứng hay còn gọi l máy biến áp hai dây quấn, l
loại máy biến áp có dây quấn sơ cấp v thứ cấp cách ly nhau. Ký hiệu
máy biến áp hai dây quấn nh hình 1.1. Trình tự tính toán dây quấn v
chọn kích thớc lõi thép đợc tiến hnh theo các bớc sau:
U
1
N
1
N
2
U
2
Hình 1.1: Ký hiệu máy biến áp hai dây quấn
W
1(2)
= (1,2 ữ 1,3). 8,9. L
TB
. n.
4
.
2

d

.10
-4

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 8
Bớc 1: Xác định các số liệu yêu cầu:
- Điện áp định mức phía sơ cấp U
1
[ V ].
- Điện áp định mức phía thứ cấp U
2
[ V ].
- Dòng điện định mức phía thứ cấp I
2
[ V ].
Trờng hợp nếu không biết rõ giá trị I
2
, ta cần xác định đợc
công suất biểu kiến phía thứ cấp S
2
:
S
2
= U
2
. I
2
[ VA ] (1.15)

- Tần số f nguồn điện.
- Chế độ lm việc ngắn hạn hay di hạn.
Bớc 2: Xác định tiết diện tính toán cần
dùng cho lõi sắt (A
t
):
(1.16)
Trong đó:
A
t
: l tiết diện tính toán của lõi thép [cm
2
]
S
2
: l công suất biểu kiến cung cấp tại phía thứ cấp biến áp [
VA ]
K: l hệ số hình dáng lõi thép.
Khi lá thép dạng EI (hình 1.2) ta có K = 1 ữ 1,2
Khi lá thép dạng UI (hình 1.3) ta có K = 0.75 ữ 0,85
B
m
: l mật độ từ thông sử dụng trong lõi thép. Tùy theo hm
lợng silic nhiều hay ít m chọn B
m
cao hay thấp. Cũng tùy theo loại lá
thép đợc chế tạo theo dạng dẫn từ có định hớng hoặc không định
hớng m chọn B
m
cao hay thấp.

Đối với lá thép dẫn từ không định hớng: B
m
= (0,8 ữ 1,2)T
Đối với l thép có dẫn từ định hớng: B
m
= (1,2 ữ 1,6)T.
m
t
B
S
KA
2
423,1=

TRѬӠNG CAO ĈҶNG NGHӄ PHÚ THӐ KHOA ĈIӊN – ĈIӊN TӰ
GIÁO TRÌNH KӺ THUҰT QUҨN DÂY 9
Bíc 3: Chän kÝch thíc cho lâi thÐp, khèi lîng lâi thÐp.
∗ KÝch thíc cho lâi thÐp:
H×nh 1.2 : Lâi thÐp d
¹
n
g
E,I H×nh 1.3 : Lâi thÐp d
¹
n
g
U,I
b
a a
b

a
H×nh 1.4: C¸ch ®o lÊ
y
kÝch thíc
lâi thÐp d¹ng E I
H×nh 1.5: C¸ch ®o lÊ
y
kÝch thíc
lâi thÐp d¹ng U I

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 10
Gọi A
g
l tiết diện tính từ kích thớc thực sự của lõi thép, ta có:
(1.17)
Trong đó:
a: l bề rộng lá thép [cm]
b: l bề dy lõi thép [cm]
Nh vậy giữa A
g
v A
t
chênh lệch nhau do:
Bề dầy cách điện tráng trên lá thép (để giảm nhỏ dòng điện
Foucault chạy qua các lá thép trong lõi).
(1.18)
Độ ba vớ có trên lá thép do công nghệ dập định hình lá thép gây
nên.
Độ chênh lệch ny đợc xác định bằng hệ số ghép K

f
, ta có:
Trong thiết kế tính toán, tham khảo giá trị K
f
theo bảng sau:
Bề dầy lá thép
(mm)
K
f
Lá thép ít ba vớ Lá thép nhiều ba vớ
0,35
0,5
0,92
0,95
0,8
0,85
) Chú ý:
Nếu đo đợc bề dầy mỗi lá thép v biết chính xác số lá thép ta
tính đợc A
t
v có thể xem A
t
= A
g
.
Dựa vo giá trị A
g
, ta chọn đợc kích thớc a, b của lõi thép.
Để dễ dng trong thi công quấn dây, thờng giữa a v b có mối
quan hệ về kích thớc nh sau:

b = a đến b = 1,5a (1.19)
Từ đó, ta có quan hệ sau :
A
g
= a.b = a
2
(khi chọn a = b).
A
g
= a.b = a.1,5a = 1,5a
2
(khi chọn b = 1,5a).
f
t
K
A
Ag =
baA
g
.=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 11
Tóm lại: Khi biết trớc giá trị A
g
, ta có thể xác định dãy giá trị a để
chọn, bằng cách tính sau:
(1.20)
Phối hợp giá trị a có sẵn trong thực tế, chọn giá trị a thích hợp cho
lõi thép, từ đó tính lại chính xác giá trị b. Sau khi có kích thớc lá thép,

ta chọn khối lợng lõi thép.
* Khối lợng lõi thép:
Trờng hợp lõi thép dạng E I: (hình 1.6)
Gọi c l bề rộng cửa sổ.
h l bề cao cửa sổ.
Ta có thể tích lõi thép (đã trừ đi khoảng không gian trống của 2
cửa sổ) l:
(1.21)
Gọi l khối lợng riêng của thép kỹ thuật điện = 7,8 kg/dm
3
.
Suy ra khối lợng lõi thép l :
(1.22)
Hay: (1.23)
g
g
Aa
A
aaaa ==
maxminmaxmin
5,1
vvới
Hình 1.6: Cách đo kích thớc lõi thép dạng E,I để tính toán
a/2
a/2 a/2a
h + a
b
c c
h
h)c15,6ab(a

h)c7,8.2ab(aW
th
++=
++=
V.W
th

=
h)c(a2abV ++=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 12
Trong công thức (1.9):
W
th
: đơn vị l [kg]
Các kích thớc a, b, c, h: đơn vị l [dm]
Trờng hợp lõi thép E, I đúng dạng tiêu chuẩn, ta có quan hệ các
kích thớc nh sau:
2
a
c
= v
2
3a
h
=
Do đó công thức (1.23) có thể viết lại thnh công thức (1.24) cho
lá thép đúng tiêu chuẩn:
(1.24)

* Trờng hợp kết cấu lõi thép dạng UI: (hình 1.7)
Thể tích lõi thép đã trừ đi cửa sổ l:
V = 2ab(2a + c + h) (1.25)
Suy ra khối lợng lõi thép:
(1.26)
Trong đó:
W
th
: đơn vị l [kg]
Các kích thớc a, b, c, h: đơn vị l [dm]
a a
c
2a+c
a
a
2a+h
b
Hình 1.7: Cách đo kích thớc lõi thép dạng U,I để tính toán
b46,8aW
2
th
=
h)c15,6ab(2aW
th
++=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 13
Thí dụ 1:
Xác định khối lợng lõi thép biến thế có thể dùng chế tạo biến thế

với các yêu cầu theo hình 4.8
Bớc 1:
Tham số tại thứ cấp gồm:U
2
= 15V; I
2
= 5A
Nên S
2
= U
2
.I
2
= 15.5= 75VA
Bớc 2:
Chọn dạng lõi thép E, I đúng tiêu chuẩn, mật độ từ dùng cho
lõi thép chọn l: B
m
= 1,2T, ta có:
A
t
= 1,423(1 ữ 1,2)
m
B
S
2
= 1,423(1 ữ 1,2)
2,1
75
= 10,269 cm

2
ữ
12,32 cm
2
Ta có:
A
t
= 10,27 cm
2
ữ 12,32 cm
2
Bớc 3:
Nếu chọn K
f
= 0,95 (khả năng ghép sát tối đa), thì tiết diện A
g
cần
dùng cho lõi thép so với tiết diện tính toán A
t
l:
A
g
=
95,0
32,1227,10
2
cmữ
= 10,81 cm
2
ữ 12,97 cm

2
Xác định a
min
v a
max
theo khoảng A
g
= 10,81 cm
2
ữ 12,97 cm
2
.
5,1
81,10
5,1
min
==
g
A
a = 2,68 cm 2,7 cm

6,397,12
max
=== Aga cm
Hình 1.8: Hình thí dụ 1
U
1
= 110V U
2
= 15V

I
2
= 5A

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 14
Tóm lại, để thực hiện biến thế có công suất 75VA ta chọn a trong
khoảng từ 2,7cm đến 3,6cm. áp dụng công thức
a
A
b
g
= v W
th
=
46,8a
2
b ta có thể xác định một dãy giá trị cho các lõi thép có thể đạt
đợc công suất yêu cầu ở đề bi nh sau:
a
(cm)
2,7 2,8 3 3,2 3,4 3,5 3,6
Ag
(cm
2
)
10,81 ữ
12,97
10,81 ữ
12,97

10,81ữ
12,97
10,81ữ
12,97
10,81ữ
12,97
10,81ữ
12,97
10,81ữ
12,97
b
(cm)
4 ữ
4,8cm
3,86 ữ
4,63
3,6 ữ
4,32
3,37 ữ
4,05
3,18 ữ
3,81
3,09 ữ
3,77
3 ữ 3,6
W
th
(kg)
1,36 ữ
1,64

1,42 ữ
1,7
1,52 ữ
1,82
1,62 ữ
1,94
1,72 ữ
2,06
1,77ữ
2,12
1,82 ữ
2,18
Bảng giá trị ny cho ta các kích thớc lõi thép có thể tạo biến thế
đúng theo yêu cầu trên, ta có thể chọn một trong các kích thớc ny
tính toán sơ bộ, sau đó nếu cần ta sẽ hiệu chỉnh trong các bớc tính
sau.
Giả sử trong thí dụ ny ta chọn:
a = 3,2cm; b = 3,4cm; W
th
= 1,63Kg
A
g
= 10,88 cm
2
;A
t
= 10,336 cm
2
(K
f

= 0,95)
Khi dùng lá thép E, I đúng tiêu chuẩn, kích thớc lõi thép cần dùng
(để tạo ra S
2
= 75VA) nh hình 1.9.
Chú ý:
Nếu bề dầy mỗi lá thép l 0,5mm v b = 34mm, tổng số lá
thép chữ E cần dùng l
mm
mm
5,0
34
= 68 (lá).
Tóm lại:
Bộ lá thép gồm 68 lá thép chữ E v 68 lá thép chữ I.
Khối lợng lõi thép: W
th
= 1,63kg

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 15
Bớc 4:
Xác định số vòng tạo ra một vôn trong cuộn dây sơ cấp v thứ
cấp.
(1.27)
Trong đó:
n
v
: đơn vị l [vòng/vôn]
f: đơn vị l [Hz]

A
t
: đơn vị l [m
2
]
B
m
: đơn vị l [T]
- Trờng hợp A
t
dùng đơn vị l [cm
2
] v các đại lợng khác có đơn
vị giống nh trên, ta có:
(1.28)
Hình 1.9: Kích thớc lõi thép cần dùng
32mm
a/2
34mm
64mm
16mm
48mm
96mm
W
th
= 1,63kg
32mm
mt
v
BAf

n
44,4
1
=
mt
v
BAf
n
44,4
10
4
=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 16
- Khi f = 50Hz:
(1.29)
- Để gọn hơn, (1.29) đợc ghi nhận tại mỗi mức giá trị của B
m
cho
trớc:
+ Với (1.30)
+ Với (1.31)

+ Với (1.32)
Bớc 5:
Xác định độ sụt áp phía thứ cấp lúc mang tải định mức.
Ta luôn luôn có U
20
> U

2
.
Trong đó:
U
20
: l điện áp thứ cấp khi không tải.
U
2
: l điện áp thứ cấp khi tải định mức.
Thờng ta đặt tham số U% với định nghĩa:
(1.33)
Tuy nhiên, để dễ tính toán trong thiết kế, ta biến đổi nh sau:
(1.34)
Do đó:
(1.35)
mt
v
BA
n
.
045,45
=
t
v
A
n
3,55
=
TB
m

8,0=
t
v
A
n
045,45
=
t
v
A
n
54,37
=
TB
m
1=
TB
m
2,1=
100.1100.U%
2
20
2
220
á
á
ạ
ã
ă
ă

â
Đ
=

=
U
U
U
UU
h
0
0
2
20
C
100
1 =

+=
U
U
U
2h20
.UCU =

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 17
giai đoạn xác định sơ bộ ban đầu, U% hay C
h
đợc xác định theo

các bảng sau :
S
2
(VA
)
5 10 25 50 75 100 150 200 300
U%
20 17 15 12 10 9 8 7,5 7
Hoặc tham khảo bảng dùng cho phụ tải thuần trở (hệ số cos = 1)
S
2
(VA)
25 50 75 100 150 200 250 400 500 600 750 1000
U%
8 6,5 6,1 6 5,9 5,2 5 4,3 4 3,9 3,8 3,75
Bảng quan hệ: hệ số C
h
theo S
2
S
2
(VA)
C
h
S
2
(VA)
C
h
S

2
(VA)
C
h
S
2
(VA)
C
h
5
7,5
10
15
20
25
30
40
1,35
1,28
1,25
1,22
1,18
1,16
1,14
1,13
50
60
70
80
90

100
120
150
1,12
1.11
1,10
1,09
1,085
1,08
1,075
1,065
180
200
250
300
350
400
500
600
1,060
1,058
1,052
1,048
1,045
1,042
1,038
1,035
700
800
900

1000
1500
2000
3000
1,032
1,030
1,028
1,025
1,020
1,016
1,009
Bớc 6:
Xác định số vòng dây quấn tại sơ cấp v thứ cấp:
(1.36)
(1.37)
v202
.n UN =
v11
.n UN =

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 18
Thí dụ 2:
Dựa vo kết quả tính đợc trong thí dụ 1 tính toán số vòng dây
quấn cho biến thế (hình 4.8).
Giải:
Trong thí dụ 1, tìm đợc a = 3,2cm, b = 3,4cm,
A
g
= 10,88cm

2
, A
t
= 10,336cm
2
.
Nếu lõi thép có mật độ từ l B
m
= 1,2T, ta có:
Bớc 4:
áp dụng (4.13) hay (4.18) tại tần số f = 50Hz:
n
v
=
t
A
54,37
=
336,10
54,37
=3,6319 3,632 vòng/vôn.
Bớc 5:
ứng với S
2
= 75VA, tra bảng chọn C
h
= 1,1
Nên U
20
= U.C

h
= 15.1,1 = 16,5V
Bớc 6:
Với U
1
= 110V, U
20
= 16,5V v n
v
= 3,632 vòng/vôn.
Suy ra số vòng phía sơ v thứ cấp nh sau:
N
1
= U
1
.n
v
= 110 . 3,632 = 399,52 vòng 400 vòng
N
2
= U
20
.n
v
= 16,5 . 3,632 = 59,928 vòng 60 vòng
Bớc 7:
Ước lợng hiệu suất của máy biến thế, xác định dòng điện phía
sơ cấp I
1
.

Trong thiết kế sơ bộ, hoặc đơn giản hóa, hiệu suất có thể tra
bảng theo S
2
. Có thể tham khảo một số bảng sau:
Theo Robert Kuhn:
S
2
(VA) 3 10 25 50 100 1000
%
60 70 80 85 90 Lớn hơn 90
Theo Anton Hopp:
S
2
(VA) 30 50 100 150 200 300 500 750 1000
%
86,4 87,6 89,6 90,9 91,3 93 93 95,3 94

TRѬӠNG CAO ĈҶNG NGHӄ PHÚ THӐ KHOA ĈIӊN – ĈIӊN TӰ
GIÁO TRÌNH KӺ THUҰT QUҨN DÂY 19
♦Theo Walter Kehse:
S
2
(VA) 10 20 30 50 100 150 300 500
η %
80 80 85 90 91 92 92 92,5
♦ Theo AEG (biÕn thÕ nguån cña bé chØnh lu):
S
2
(VA) 25 50 100 200 300 400 500 700 1000
η %

76,5 84 85 86 88 90 90,5 91 92
♦Theo Newnes:
S
2
(VA)
100 150 200 250 500 750 1000 1500 2000 2500 3500 5
0
η %
83,5 89,3 90,5 91,2 92,5 93,5 94,1 95 95,4 95,7 95,9 9
8
♦Theo Elektroteknik und Machinenbau (Vienne 16/8/1931):
S
2
(VA)
150 250 500 1000 2000 3000 5000
η %
88,5 89,6 91 92,8 94,2 94,9 95,7
♦Theo Nationnal Bureau of Atandard S.408 Westinghouse:
S
2
(VA)
2,
5
5 9 25 50 80 150 200 500 650
η %
78 81
,8
84,
2
87,7 88,8 90,5 92,5 92,7 94,3 94,4

♦Theo Schindler:
S
2
(VA) 100 200 300 500
η %
92,5 93,5 94 94,5
♦Theo Transfor Matoren Fabrik Magnus
S
2
25 50 75 100 150 200 250 400 500

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 20
(VA)
%
84,2 86,8 89 90 91 91,9 92 93,2 93,6
Sau khi tra bảng, chọn đợc % cho biến thế, từ đó xác định đợc
dòng điện phía sơ cấp:
(1.38)
Bớc 8:
Chọn mật độ dòng điện J, suy ra tiết diện v đờng kính dây dẫn
phía sơ cấp v thứ cấp.
Chọn J để xác định đờng kính dây dẫn phụ thuộc vo các yếu
tố:
- Cấp cách điện vật liệu.
- Điều kiện giải nhiệt dây quấn.
- Chế độ lm viện (di hạn hay ngắn hạn).
Ta có thể tham khảo các bảng giá trị cho phép của J nh sau:
Bảng quan hệ giữa J theo S
2

, khi biến thế vận hnh liên tục, điều
kiện giải nhiệt kém (hoặc cấp cách điện thấp).
S
2
(VA)
0 ữ 50 50 ữ 100 100 ữ 200 200 ữ 500 500 ữ
1000
J (A/mm
2
) 4 3,5 3 2,5 2
Trờng hợp vật liệu cách điện cấp A (nhiệt độ tối đa ở điểm nóng
nhất cho phép l 105
0
C), máy lm việc ngắn hạn, ta có thể chọn J cao
hơn giá trị bảng trên từ (1,2 ữ 1,5)lần. Cụ thể ta có.
S
2
(VA)
0 ữ 50 50 ữ 100 100 ữ
200
200 ữ
500
500 ữ
1000
J(A/mm
2
)
5 ữ 6 4,5 ữ 5,5 4 ữ 5 3,5 ữ 4,5 3 ữ 4
1
2

1
.% U
S
I

=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 21
Ngoi ra ta cũng có thể chọn J theo nhiệt độ phát nóng cho phép:
A
t
(cm
2
)
J
(A/mm
2
)
với độ gia
nhiệt
40
0
C
J (A/mm
2
)
với độ gia
nhiệt
60

0
C
A
t
(cm
2
)
J
(A/mm
2
)
với độ gia
nhiệt 40
0
C
J
(A/mm
2
)
với độ gia
nhiệt 60
0
C
1,0 4,6 5,5 6,0 2,3 2,8
1,4 4,0 4,9 6,5 2,25 2,7
2,0 3,5 4,3 7,0 2,2 2,6
2,4 3,3 4,0 7,5 2,15 2,6
2,8 3,1 3,7 8,0 2,1 2,5
3,0 3,0 3,6 9,0 1,9 2,4
3,5 2,8 3,4 10 1,8 2,3

4,0 2,7 3,3 15 1,6 1,9
4,5 2,6 3,2 20 1,4 1,8
5,0 2,4 3,0 30 1,25 1,5
5,5 2,35 2,8 40 1,15 1,4
Căn cứ theo các số liệu tham khảo trên, chọn J v suy ra đờng
kính dây quấn sơ cấp v thứ cấp.
Gọi d
1
v d
2
l đờng kính dây dẫn tròn (không tính lớp cách điện
bọc bao quanh dây) tại sơ v thứ cấp. Ta có:
(1.39)
(1.40)
Thí dụ 3:
Tính số liệu đờng kính dây quấn của biến thế đã khảo sát trong
các thí dụ 1 v thí dụ 2.
Giải:
Trong các thnh phần tính toán trớc ta có:
I
2
= 5A; S
2
= 75VA; U
1
= 110V.
J
I
d
1

1
13,1=
J
I
d
2
2
13,1=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 22
Bớc 7:
Chọn % = 88% ứng với S
2
= 75VA
Dòng điện phía sơ cấp l:

Bớc 8:
Giả sử biến thế vận hnh 10 giờ/ngy, cách điện sử dụng cấp A,
chọn J = 5,5 A/mm
2
(ứng với S
2
= 75), suy ra đờng kính dây quấn sơ
v thứ cấp nh sau:
d
1
= 1,13
5,5
775,0

= 0,424 mm, chọn d
1
= 0,45 mm.
d
2
= 1,13
5,5
5
= 1,07mm, chọn d
2
= 1,1mm
Chọn dây emay có đờng kính dây kể cả cách điện l:
d
1cđ
= 0,5mm
d
2cđ
= 1,15mm
Bớc 9:
Chọn bề dầy cách điện lm khuôn quấn dây (e
c
) v bề cao hiệu
dụng quấn dây (H
hd
)
Để dễ thi công quấn dây, thông thờng ta chọn:
a
k
= a + (1 ữ 2)mm
b

k
= a + (1 ữ 2)mm
H
hd
= H - [2e
c
+ (1 ữ 2)mm]
Trong đó:
H
hd
: l bề cao hiệu dụng để quấn dây
e
c
: l bề dy bìa cách điện, chọn theo cấp công suất của biến
áp.
A775,0
110.88,0
75
I
1
=

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 23
Để đảm bảo độ bền cơ học chọn e
c
theo cấp công suất của biến
thế nh bảng sau:
S
2

(VA)
1 ữ 10 10 ữ 200 200 ữ 500 500 ữ
1000
1000 ữ 3000
e
c
0,5 1 2 3 4
Bớc 10:
Xác định số vòng cho một lớp dây quấn sơ v thứ cấp.
Gọi: SV
1
l số vòng một lớp dây quấn sơ cấp.
SV
2
l số vòng một lớp dây quấn thứ cấp.
Ta có:
(1.41)
(1.42)
Trong đó:
K
q
: l hệ số quấn dây
+ Với dây đồng bọc cotton: K
q
= 0,9 ữ 0,93
+ Với dây đồng tráng emay: K
q
= 0,9 ữ 0,93
K.
d

H
SV
q
1cd
hd
1
=
K.
d
H
SV
q
2cd
hd
2
=
Hình 1.10: Chọn kích thớc cách điện lm khuôn quấn dây

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 24
Bớc 11:
Xác định số lớp cho mỗi phần dây quấn sơ v thứ cấp.
(1.43)
(1.44)
Trong (1.43) v (1.44) lm tròn số, sau đó xác định bề dy cách
điện giữa mỗi lớp dây quấn bên sơ v thứ cấp, sau cùng xác định cách
điện giữa cuộn dây sơ cấp v thứ cấp.
Ta có công thức tổng quát:
(1.45)
Từ công thức tổng quát (1.45) ta viết lại cách tính cho e

cđ1
v e
cđ2
:
(1.46)
(1.47)
Trong đó:
e
cđ1
v e
cđ2
: đơn vị l [mm]
SV
1
v SV
2
: đơn vị l [vòng/lớp]
n
v
:

đơn vị l [vòng/vôn]
Bớc 12:
Xác định bề dy mỗi phần dây quấn.
Khi biến áp có lõi thép E I, cuộn dây sơ cấp v thứ cấp quấn trên
một trục lõi (bố trí đồng trục), ta xác định bề dầy cuộn dây sơ v thứ
cấp nh sau:
Gọi: BD
1
l bề dầy cuộn dây sơ cấp.

BD
2
l bề dầy cuộn dây thứ cấp.
Bề dầy cách điện giữa
2 lớp liên tiếp nhau
[mm]
Hiệu điện thế giữa hai lớp [V]
1000
= 1,4
1
1
1
SL
SV
N
=
2
2
2
SL
SV
N
=
V
n
SV
1
cd1
0,0624e =
V

n
SV
2
cd2
0,0624e =

TRNG CAO NG NGH PH TH KHOA IN IN T
GIO TRèNH K THUT QUN DY 25
BD l bề dầy tổng của cả bộ dây.
Ta có:
(1.48)

(1.49)
(1.50)
Trong đó:
e
cđ3
l cách điện giữa sơ v thứ.
(1.51)
Cuối cùng, kiểm tra hệ số lấp đầy k
lđ1
theo bề dy choán chỗ cuộn
dây so với bề rộng cửa sổ lõi thép, ta có:
(1.52)
Giá trị tối đa cho phép của K
lđ1
để bỏ lọt cuộn dây (kể cả cuộn dây
sơ cấp v thứ cấp) vo cửa sổ l
K
lđ1

= 0,7 ữ 0,8.
Nếu K
lđ1
tính thỏa mãn giá trị nói trên thì ta tính tiếp các bớc còn
lại.
Nếu không thỏa mãn giá trị nói trên ta phải tính lại, điều chỉnh lại
kết cấu để bỏ lọt dây quấn.
Chú ý:
Cũng có thể kiểm tra bằng cách tính khác (ngay sau bớc 8)
Gọi k
ld2
l hệ số lấp đầy, tính theo tiết diện choán chỗ của dây
quấn so với tiết diện cửa sổ mạch từ.
(1.53)
)e(dSLBD
cd11cd11
+=
)e(dSLBD
cd22cd22
+=
cd3c21
eeBDBDBD +++=
1000
1,4e
21
cd3
UU +
=
C
BD

K
ld1
=
K
lđ1
=
Tổng diện tích choán chổ của bộ dây
Tiết diện cửa sổ lõi thép